广西专版2023_2024学年新教材高中生物第2章细胞的结构第5节细胞在结构和功能上是一个统一整体课件浙科版必修1

这是一份广西专版2023_2024学年新教材高中生物第2章细胞的结构第5节细胞在结构和功能上是一个统一整体课件浙科版必修1，共51页。

第五节　细胞在结构和功能上是一个统一整体课前·基础认知课堂·重难突破素养·目标定位随 堂 训 练素养·目标定位课前·基础认知自主预习一、生物膜系统的概念及各部分结构的联系1.概念:细胞膜和包括核膜在内的多种　细胞器膜　共同构成细胞的生物膜系统。 2.生物膜系统各部分结构的联系(1)各种膜直接联系在一起:内质网膜在生物膜中面积最大,内质网膜向内与　核膜　连接,向外与　细胞膜　连接,使细胞核与细胞质及细胞膜的联系更为紧密,大大提高了物质交换的效率。 (2)囊泡将各种膜间接联系在一起:内质网以　出芽　的形式形成　囊泡　,囊泡移动到高尔基体并与其融合;高尔基体同样以　囊泡　的形式与细胞膜融合,成为细胞膜的一部分。细胞膜也可以内陷形成　囊泡　回到细胞质中。 二、细胞的整体性1.分泌蛋白的合成、加工和运输(1)分泌蛋白:机体中一类在细胞内产生,分泌到　胞外　发挥作用的蛋白质,如　抗体　、　消化酶　和一部分激素。 (2)研究方法:放射性同位素示踪法。(3)过程:首先,氨基酸在　核糖体　(附着于内质网上)中形成　多肽　,之后通过　内质网　的加工和运输,随　囊泡　转移至　高尔基体　。随后,高尔基体形成的　囊泡　包裹着蛋白质向　细胞膜　移动,将蛋白质分泌至胞外。 2.磷脂和胆固醇的合成与运输:在　光面内质网　合成的磷脂和胆固醇需要与　高尔基体　的联系,通过　囊泡　运入其他细胞器。 3.残渣、功能异常大分子等的处理:细胞在代谢过程中产生的残渣、功能异常的大分子以及衰老的细胞器等,被内质网或其他膜结构形成的　囊泡　包裹着,与　溶酶体　融合,进而被消化分解,产生的小分子物质有的被细胞重新利用,有的被排出细胞。 4.囊泡运输(1)通过囊泡运输的物质主要有两类:一类是囊泡膜上的　膜蛋白和脂质　等,参与细胞器的组成并完成特定的细胞功能;另一类是　囊泡包裹的内含物　,如一些激素、酶等,这些物质有的被分泌到细胞外,有的参与细胞内大分子物质的降解等。 (2)过程:一般来说,囊泡运输包括　囊泡形成　、　运输　和　与特定部位膜　的融合,其中 囊泡与特定部位膜的融合　是囊泡定向运输的关键。整个过程需要多种　信号分子　和　细胞骨架　的参与。 5.生物膜系统与细胞的整体性(1)生物膜系统大大提高了细胞内　物质运输　的效率,加强了各组分间的交流。 (2)由生物膜形成的各区室使细胞具有　相对独立　的空间,保证了细胞各项生命活动高效、有序地进行。 (3)细胞内广阔的膜面积为多种酶提供了　附着位点　,为多种化学反应顺利进行提供了有利条件。 用放射性同位素示踪法研究分泌蛋白的合成、运输与分泌过程,除了用3H标记亮氨酸外,还可用哪些同位素标记亮氨酸?提示:亮氨酸除含H外还含有C、O、N,因此还可以用14C、18O、15N来标记。蛋白质的合成、加工、运输与分泌需多种结构共同完成。这一事实说明什么?提示:各种细胞器之间相互联系,相互协调,细胞在结构与功能上是一个统一的整体。预习检测1.判断题。(1)血红蛋白是由附着于内质网的核糖体合成的。(　　)(2)生物膜之间通过囊泡的转移实现了膜成分的更新。(　　)(3)真核细胞的生物膜系统,有利于细胞代谢高效有序地进行。(　　)(4)细胞内各种生物膜的化学组成成分与结构完全相同。(　　)×√√×(5)囊泡运输的主要物质是囊泡膜上的物质和囊泡包裹的内含物。(　　)(6)囊泡运输往往是随机和不定向的。(　　)√×2.下列有关生物膜系统的叙述,错误的是(　　)A.细胞膜使细胞有相对稳定的内部环境B.细胞内许多重要的化学反应都是在生物膜内或膜表面进行的C.细胞膜把细胞分成许多小区室D.广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点答案:C解析:把细胞分成小区室的应是细胞器膜。3.细胞内不同膜之间可以互相转化,其中可以直接转化的是(　　)A.内质网膜和高尔基体膜 B.高尔基体膜和细胞膜C.内质网膜和细胞膜 D.核糖体膜与内质网膜答案:C4.下列关于细胞内囊泡生理功能的叙述,错误的是(　　)A.通过囊泡运输的物质主要有两类B.囊泡运输物质的过程需要多种信号分子的参与C.囊泡运输仅包括囊泡形成和运输过程D.囊泡运输需要细胞骨架的参与答案:C解析:通过囊泡运输的物质主要有两类:一类是囊泡膜上的膜蛋白和脂质等,另一类是囊泡包裹的内含物,如一些激素、酶等,A项正确。囊泡运输物质过程非常复杂,需要多种信号分子和细胞骨架的参与,B、D两项正确。一般来说,囊泡运输包括囊泡形成、运输和与特定部位膜的融合,其中囊泡与特定部位膜的融合是囊泡定向运输的关键,C项错误。5.用3H标记的亮氨酸培养豚鼠胰腺腺泡细胞时,发现细胞内放射性物质的量迅速增加。放射性物质不会在以下哪类细胞器内大量出现?(　　)A.内质网 B.核糖体C.高尔基体 D.线粒体答案:D解析:胰腺腺泡细胞有很强的分泌功能,它分泌的蛋白质包括消化酶等。分泌蛋白合成时,3H标记的亮氨酸依次出现在核糖体、内质网、高尔基体。线粒体虽然为分泌蛋白的合成和分泌提供能量,但是不会出现大量的放射性物质。课堂·重难突破一 生物膜系统重难归纳1.各种生物膜在结构上的联系图解 (1)内质网在各种膜结构的联系中处于中心地位。(2)直接联系是指不同膜结构之间直接相连。(3)间接联系是指不同膜结构之间通过囊泡发生膜的转化。2.各种生物膜在功能上的联系各种生物膜在功能上既有明确分工,又相互配合、协调工作,如分泌蛋白的合成与运输等充分体现了生物膜在功能上的联系。细胞膜的成分中,是否含有高尔基体膜的成分?提示:是。因为分泌蛋白在运输过程中,高尔基体以出芽的形式形成包裹着分泌蛋白的囊泡,囊泡最后再与细胞膜融合,从而实现了膜成分的更新。典例剖析下列有关生物膜系统的说法,正确的是(　　)A.细胞膜、叶绿体的内膜与外膜、内质网膜与小肠黏膜都属于生物膜系统B.所有的酶都在生物膜上,没有生物膜,生物就无法进行各种代谢活动C.生物膜的组成成分和结构都是一样的,在结构和功能上紧密联系D.细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,使细胞内的化学反应不会互相干扰答案:D 解析:生物膜系统是由细胞内所有膜结构共同组成的,在结构和功能上是紧密联系的统一整体,小肠黏膜不属于生物膜系统。不是所有的酶都在生物膜上,在细胞溶胶、线粒体基质和叶绿体基质等中也有酶的分布;因各种生物膜的种类和功能不同,其组成成分和结构也有差别。细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,使细胞内的化学反应互不干扰,提高了效率。学以致用生物膜系统是真核细胞的重要结构,细胞的许多新陈代谢活动都离不开它,下列有关叙述正确的是(　　)A.细胞膜、内质网和高尔基体通过“囊泡”进行直接联系B.不同生物膜中蛋白质分子的种类和数量大体相同C.生物膜系统中面积最大的是核膜D.内质网分别与核膜、细胞膜相连,构成了细胞内庞大的物质运输通道答案:D 解析:“囊泡”是细胞中的一种临时结构,高尔基体和细胞膜之间、内质网和高尔基体之间是通过“囊泡”间接联系的,内质网与细胞膜可直接相连。不同生物膜中蛋白质分子的种类不同,含量也有差别。生物膜系统中面积最大的是内质网,其向内与核膜相连,向外与细胞膜相连,构成了细胞内庞大的物质运输通道,大大提高了物质交换的效率。二 分泌蛋白的合成与运输重难归纳1.胞内蛋白与分泌蛋白的比较2.分泌蛋白的合成、加工、运输及分泌过程(1)参与该过程的细胞器:核糖体、内质网、高尔基体与线粒体。(2)该过程中各种膜面积的变化如下图所示。 过程解读图甲和图乙分别以直方图和曲线图形式表示在分泌蛋白加工、运输过程中,内质网膜面积减小,高尔基体膜面积基本不变,细胞膜面积相对增大。分泌蛋白从合成到分泌出细胞共穿过几层生物膜?提示:分泌蛋白的分泌过程是以囊泡的形式进行的,此过程没有穿过生物膜,即穿过0层生物膜。典例剖析为了研究豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白的合成和分泌,研究人员在其培养液中添加3H标记的亮氨酸后,测得与蛋白质合成和分泌相关的一些细胞器上放射性强度的变化曲线如图甲所示,有关的生物膜面积变化如图乙所示,图丙为豚鼠胰腺腺泡细胞结构图,下列有关说法错误的是(　　)甲 乙丙A.图甲中c曲线所指的细胞结构是高尔基体B.图乙中d曲线表示的细胞结构是内质网C.图丙中首先可观察到3H标记的细胞器是⑥D.能在图丙中④上观察到3H标记表明可能有分泌蛋白合成答案:C解析:氨基酸首先在核糖体上脱水缩合形成多肽,然后进入内质网中进行初步加工,再转移到高尔基体中进一步加工为成熟的蛋白质,故图甲中a、b、c依次表示核糖体、内质网和高尔基体。在分泌蛋白的合成与分泌过程中,内质网的膜面积减少,细胞膜的膜面积增加,高尔基体的膜面积基本不变(先增加后减少)。图丙中首先可观察到3H标记的细胞器是⑦核糖体。④为高尔基体,④上观察到3H标记,表明可能有分泌蛋白合成。规律方法 分泌蛋白的形成过程充分体现了细胞器的分工合作,解此类题时,可从以下三个方面进行分析:(1)一看标记氨基酸出现的先后顺序:核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡(分泌泡)→细胞膜(→胞外)。(2)二看膜面积变化的结果:内质网膜面积减小,高尔基体膜动态平衡,细胞膜面积增大。(3)三看与分泌蛋白形成有关的细胞器:核糖体(合成蛋白质)、内质网(加工、运输)、高尔基体(分类、包装、运输)和线粒体(提供能量)。学以致用将3H标记的谷氨酸注入某动物胰腺的腺泡细胞后,细胞中合成物质X并将其分泌到细胞外的过程如下图所示,其中的①②及物质X分别是(　　)A.内质网、高尔基体、胰蛋白酶B.内质网、线粒体、胰高血糖素C.高尔基体、中心体、胰岛素D.内质网、高尔基体、呼吸酶答案:A解析:分泌蛋白的合成、运输过程依次经过核糖体、内质网、高尔基体三种细胞器,胰腺的腺泡细胞合成的胰蛋白酶属于分泌蛋白。随 堂 训 练1.科学家用3H标记的亮氨酸培养豚鼠的胰腺腺泡细胞,下表为在腺泡细胞几种结构中最早检测到放射性的时间。下列叙述正确的是(　　)A.形成分泌蛋白的多肽最早在内质网上合成B.高尔基体膜向内与内质网膜相连,向外与细胞膜相连C.高尔基体具有转运分泌蛋白的作用D.靠近细胞膜的囊泡可由核糖体形成答案:C解析:根据放射性物质出现的时间顺序可以推断形成分泌蛋白的多肽最早在核糖体上合成,然后经过内质网和高尔基体的加工后,分泌到细胞外。高尔基体膜并不直接和内质网膜、细胞膜相连,而是通过囊泡转化。核糖体本身不具有膜结构,不能形成囊泡。2.下图是某细胞在进行某生命活动前后几种生物膜面积的变化,该过程中最可能合成(　　)A.与需氧呼吸有关的酶 B.分泌蛋白C.性激素 D.与光合作用有关的酶答案:B解析:从图中可以看出,内质网膜面积减小,高尔基体膜面积不变,细胞膜膜面积增大,所以该细胞最可能合成的是分泌蛋白。3.将含3H的氨基酸注射到细胞中,则3H出现的部位如下图所示(①→②→③→④→⑤)。下列针对分泌蛋白合成过程中有关分泌囊泡的叙述,错误的是(　　)A.分泌囊泡在细胞内的转运说明了细胞质具有流动性B.分泌囊泡与细胞膜的融合过程体现了细胞膜的流动性C.分泌囊泡与细胞膜结合成为细胞膜的组成部分,从而使细胞膜的膜面积增大D.分泌囊泡是细胞内具有双层膜结构的细胞器答案:D解析:分泌囊泡是分泌蛋白合成过程中所形成的单层膜结构,不属于细胞器。4.下图表示细胞的生物膜系统的部分组成在结构与功能上的联系。COP Ⅰ、COP Ⅱ是具膜小泡,可以介导蛋白质在甲与乙之间的运输。请据图回答下列问题。(1)溶酶体内含60种以上的　　　　,此结构起源于乙______ (填细胞器名称),溶酶体将消化作用局限在特定的结构中,这对保证细胞中其他结构的　　　具有重要意义。 (2)图中高尔基体形成的内含分泌蛋白的囊泡只能向细胞膜运输,体现了囊泡运输是　　,此过程需要多种信号分子和　　　　(填细胞结构)的参与。 (3)COP Ⅱ具膜小泡负责从甲　　　　(填细胞器名称)向乙运输“货物”。若定位在甲中的某些蛋白质偶然掺入到乙中,则图中的　　　　可以帮助实现这些蛋白质的回收。 (4)囊泡与细胞膜融合过程反映了生物膜在结构上具有　　　　　　的特点。该细胞分泌出的蛋白质在人体内被运输到靶细胞时,与靶细胞膜上的　　　　　结合,引起靶细胞的生理活动发生变化。此过程体现了细胞膜具有　　　　　　　的功能。 答案:(1)水解酶　高尔基体　完整性(2)定向的　细胞骨架(3)内质网　COPⅠ(4)一定流动性　相应受体(特异性受体)　进行细胞间信息交流(或“细胞识别”“信息传递”)解析:(1)由题图可知,甲为内质网,乙为高尔基体。溶酶体起源于高尔基体;溶酶体内含有多种水解酶,溶酶体将消化作用局限在特定的结构中,这对保证细胞中其他结构的完整性具有重要意义。(2)囊泡运输是定向的,此过程需要多种信号分子和细胞骨架的参与。(3)由题图和题意可知,若甲中蛋白质偶然掺入到乙中,可通过COPⅠ进行回收。(4)真核细胞中生物膜的互相转换,说明生物膜在结构上具有(一定的)流动性,而细胞之间的信息交流与细胞膜上的特异性受体有关。5.溶酶体是动物细胞中一种由膜构成的细胞器。溶酶体是一种动态结构,它不仅在不同类型细胞中形态、大小不同,而且在同一类细胞的不同发育阶段也不同。右图为溶酶体的生成及其作用的过程。据图回答下列问题。(1)溶酶体是由　　　　　　　　　　(细胞器)断裂产生的,内部含有　　　　　　　　。 (2)溶酶体的主要功能是进行　　　　　　　　　　　　,从图中可看出,其消化底物的来源有两个,一是自体　　　　的细胞器;二是侵入细胞的　　　　　　　　　　　　。 (3)生物膜是在原有膜的基础上,不断由新的脂质或蛋白质插入而逐渐增长的。磷脂是在　　　　　　　　中合成的,可通过两种途径运送到各种膜结构中。第一种途径是通过磷脂转运蛋白,第二种途径是通过出芽的方式与膜融合。 (4)溶酶体的生成及其作用的过程,说明这些生物膜的　　　　　　　　　　　　　　　　　 　很相似,在　　　　　　　　　　　　上紧密联系,进一步体现了细胞内各种结构之间的密切配合。 答案:(1)高尔基体　水解酶(2)细胞内消化　衰老、损伤　细菌等病原体(3)内质网(4)组成成分和结构　结构和功能